Бензиновый двигатель принцип его работы

Устройство и принцип работы бензиновых двигателей

Чаще всего при создании автомобилей используются бензиновые двигатели. Устройство получило применение во многих отраслях: им оборудованы быстроходные суда, авиатранспорт, автомобили, рабочая техника. Оно принадлежит к классу двигателей внутреннего сгорания, его принцип работы состоит в трансформировании энергии, высвобождающейся в момент горения топлива, в энергию вращения. В гильзе цилиндра уплотненная топливная смесь зажигается от искры. Дроссельной заслонкой контролируется воздушный поток, от силы которого зависит частота хода поршня и мощность.

Хотя работа любой разновидности бензинового ДВС основана на одних и тех же законах и во всех моделях есть неизменные детали, конструктивные особенности могут отличаться.

История

Работа над созданием двигателя внутреннего сгорания велась с 18 столетия.

Рабочая модель появилась в 1858 г. Ее изобрел инженер из Бельгии Ж.Ж. Этьен Ленуар. Для работы применялся угольный газ.

Устройство не отличала надежность – детали перегревались, нерационально использовалось масло и топливо. Но с его помощью передвигались трехколесные машины.

В 1876 г. изобретатель Николаус Отто разработал прототип, в основе которого находился довольно непростой принцип действия. Этот двухтактный двигатель был рассчитан на жидкие типы горючего, оборудован карбюраторным устройством для впрыска и искровым зажиганием. Приспособление успешно справлялось с задачей получения механического вращения.

Классификация

Разделяют такие типы двигателей внутреннего сгорания:

• поршневые модели (автомобильные);
• агрегаты роторно-поршневого вида;
• турбинные устройства;

Наибольшее применение получили автомобильные ДВС поршневого типа, поэтому устройство и принцип функционирования логично рассмотреть на их примере.

Среди них бывают такие виды, как:

• четырехтактный двигатель;
• двухтактный.

По методу смешивания воздуха с бензином моторы бывают:

• карбюраторными;
• инжекторными.

Принцип действия

Принцип функционирования двигателя внутреннего сгорания прост. В процессе сжигания порций бензина в резервуаре ограниченной емкости высвобождается большой объем расширяющихся нагретых газов. После каждого впрыска из форсунок поршень оказывается в предельной верхней позиции, и в это время создается искра, от которой воспламеняется сжатое горючее.

Чтобы бензиновый двигатель непрерывно генерировал энергию вращения, поступления порций смеси бензина и воздуха (а также сжатия этих доз) должны производиться регулярно. Также должен вовремя осуществляться вывод выхлопных газов. От доли воздуха в смеси зависит частота хода поршня, которая влияет на то, с какой скоростью коленвал совершает обороты.

Чтобы перегрев каждой детали не превысил допустимую степень, используются оптимальные системы внутреннего охлаждения.

Бывают разные виды ДВС. В легковых автомобилях устанавливается четырехтактный. Зависимо от разновидности, различаются главные элементы и детали.

Устройство ДВС

Принцип, которым обусловлена работа двигателя внутреннего сгорания, достаточно прост.

Устройство включает следующие детали:

• сложный корпус;
• аппарат газового распределения;
• кривошипно-шатунный механизм;
• дополняющие системы (впускная и выпускная, топливная, зажигания и т. д.).

Кривошипно-шатунный механизм нужен для того, чтобы получать обороты коленвала из линейных движений поршней. Частота хода, обуславливающая скорость вращения, регулируется пропорциональным отношением воздуха и топлива.

Аппарат внутреннего распределения газов отвечает за своевременное выполнение впрыска в гильзы цилиндров и выброс продуктов горения.

Двухтактный двигатель составляют те же детали, которые, однако, несколько отличаются. На некоторые из них влияет температура, степень которой гораздо более высокая, что обуславливает особенности их конструкции и материалов.

Конструкция цилиндров

Цилиндры двигателей внутреннего сгорания являются рабочими камерами объемного вытеснения.

На внутренние и внешние детали действует высокая температура. Во избежание неравномерного расширения и сжатия они создаются из разных частей:

• внутренняя — функциональный элемент, гильза;
• наружная — рубашка (у двигателей с воздушным охлаждением дополнена теплоотводящими ребрами).

Зазоры между ними называют зарубашечным пространством. Автомобильные бензиновые двигатели с водяным типом охлаждения вместо ребер оборудованы каналами для циркуляции жидкости.

Рубашки создаются в форме единой отливки на весь ряд гильз и называются «блок цилиндров». Так обеспечивается надежность конструкции и стабильная температура.

Внутри гильзы поршень выполняет линейные движения, затем преобразующиеся в обороты коленвала.

Сверху в цилиндре (если мотор четырехтактный) сделаны три отверстия. В них помещаются клапаны (для вывода выхлопных газов и подачи топлива), которые последовательно активируют кулачки распределительного вала. Также здесь устанавливается свеча зажигания. Существуют моторы с 4 или 5 клапанами на каждом цилиндре. Размещение на одной и той же плоскости большего количества открывающихся распредвалом отверстий позволяет улучшить наполнение камеры сгорания топливом и удаление из него продуктов горения.

Для новых моделей автомобилей применяется принцип составления топливной смеси при помощи форсунок. Они могут быть закреплены возле основания впускного трубопровода или внутри последнего, перед дроссельной заслонкой. При использовании непосредственного типа впрыска топлива форсунка устанавливается в самой стенке цилиндра, и доставляет бензин сразу в рабочую камеру.

Двухтактный двигатель лишен клапанов и вала, которыми оборудован четырехтактный вариант, поэтому конструкция отличается системой продувки.

Как работает четырехтактный двигатель

В большинстве автомоделей используется четырехтактный двигатель. Энергия, получаемая после сгорания топлива, почти полностью преобразуется в полезную. Если ДВС двухтактный, бензин расходуется не так экономно.

Четырехтактный агрегат повторяет тот же принцип работы, но цикл вращения коленвала выполняется за большее количество фаз, среди которых:

1. такт впрыска;
2. фаза сжатия;
3. рабочая фаза;
4. такт выпуска.

Первостепенную роль в устройстве играет поршень, соединенный с коленвалом шатуном. Частота его хода обуславливает скорость вращения, в которую кривошипно-шатунный механизм превращает линейные движения.

Поршень устремляется в обратном от свечи направлении и выступами распредвала открываются клапаны впрыска в резервуары цилиндров горючей смеси. Она составляется внутри карбюратора (или с помощью форсунок). Когда достигнута нижняя крайняя степень, клапан закрывается.

Поршень снова поднимается, уплотняя свежую порцию смеси. Температура последней возрастает. Когда достигается верхняя точка, свеча зажигает сжатое топливо.

Отношение рабочего объема цилиндра в нижней позиции поршня и камеры сгорания при максимальном приближении поршня к свече называется степень сжатия. Чем она существеннее, тем более высокое октановое значение должно быть у бензина, чтобы не произошла детонация. Степень определяется измерением. Расчеты затрудняются сложностью формы камеры сгорания.

Степень сжатия – важнейший параметр: от его значения зависит экономичность двигателя. Чем оно выше, тем меньший объем занимает уплотненная смесь, тем быстрее и полнее она сгорает, а через выпускной клапан выбрасывается меньшее количество неотработанного топлива.

Смесь горит, поршень толкается вниз возрастающим объемом газов. Форсунка и отверстие выпуска заблокированы клапанами.

Коленвал не прекращает вращения, поршень по инерции направляется в верхнюю позицию. Открывается клапан выпуска. Поршень осуществляет вытеснение выхлопных газов. Когда он подходит к верхнему положению, выпускной клапан закрывается.

Распределительный вал и клапаны имеет в своей конструкции лишь четырехтактный двигатель.

Как работает двигатель двухтактный

Такой бензиновый двигатель, выполняя обороты коленвала, совершает полноценный цикл во время каждого из них. Остаются лишь фазы сжатия и расширения из тактов, которые производит четырехтактный тип. Этапы впрыска топлива и выпуска выхлопных газов уступают место продувке камеры возле нижней крайней позиции поршня, когда новая рабочая смесь заменяет собой остаток отработанных газов. Она выполняется через проемы в стенке цилиндра. Отпадает необходимость устройства клапанов и пружин, ограничивающих максимальные скорости вращения.

Двухтактный двигатель и принцип его работы следует рассмотреть подробнее.

При сжимании топлива в гильзе поршень направляется к свече, чем обуславливает понижение давления в кривошипном резервуаре. Там активируется клапан, впуская бензин. Когда поршень движется в обратную сторону, степень давления в кривошипном резервуаре увеличивается, и вход блокируется. Почти достигнув нижнего положения, поршень прекращает заслонять проем для выпуска. Продукты горения выходят в коллектор. Температура агрегата повышается, поэтому двухтактные устройства должны хорошо охлаждаться. Поршень перестает заслонять собой проем, который находится ближе к впускному коллектору. Смесь, вытесняемая из кривошипной камеры поршнем, проникает в рабочую емкость цилиндра и устраняет лишние газы. Некоторое количество неиспользованного топлива может попадать в выпускной коллектор. При такте сжатия новая порция смеси входит в кривошипную камеру.

Так как весь поршневой механизм омывается топливовоздушной смесью, к ней примешивается некоторое количество масла. Для его очищения от частиц металла с изношенных деталей устанавливается фильтр. По необходимости, систему дополняет охлаждающий радиатор, так как во время работы температура масла может принимать максимальные значения.

Степень сжатия высчитывается так же, как для моторов автомобилей.

ДВС отличает то, что линейный ход поршней в них превращается в поворотные движения при помощи коленвала.

Как устроен коленчатый вал

Впервые принцип работы коленвала изложил средневековый ученый Аль-Джазари. Описание датируется 13 веком.

Это сложный конструктивный элемент (или объединенные воедино детали), имеющий шейки для фиксации шатунов двигателя внутреннего сгорания, усилия которых устройство преобразует в обороты и передает для вращения колес автомобилей.

Коленвал объединяет несколько коренных и шатунных шеек так называемыми «щеками». Эти массивные детали похожи на диски неправильной формы, расширяющиеся с одной стороны для выполнения функции противовеса. Шатунные шейки смещены к узким сторонам щек относительно общей оси вала. Противовесы, расположенные с обратной от них стороны, уравновешивают вес поршней, обеспечивая надежность и плавность вращения.

Шатун, прикрепленный к шейке с помощью подшипника скольжения (который также называют «вкладышем»), вынужден вести ее по кругу, через центр которого проходит ось вала, вращающегося в опорах.

На расположение колен влияет предполагаемое число цилиндров, порядок их действия и частота хода поршней (которой соответствуют обороты двигателя).

Коленвал является неизменно присутствующим элементом ДВС, не зависимо от того, четырехтактный он, или нет. Это общая деталь для всех автомоделей.

Карбюраторные и инжекторные разновидности

Разница состоит в способе смешивания топлива до впрыска в камеру сгорания.

В двигателях внутреннего сгорания устаревших автомоделей приготовление горючей смеси до сжатия поршнем осуществлялось в карбюраторе. Так называется устройство, с помощью которого определенные объемы топлива смешиваются с воздухом, засасываемым в процессе работы поршня. Самые простые виды карбюраторов представляют собой конструкцию из двух элементов: поплавковой и смесительной камер. Клапан в первом из отделов регулирует уровень топлива, а во втором его нужное количество смешивается с порцией воздуха, для дозировки которого в смесительной камере установлен диффузор.

Во время впуска давление и температура в гильзе понижаются. Воздух втягивается в нее, проходя сквозь смесительный отдел карбюратора и трубопровод впрыска. В новых автомобилях данная система не применяется.

В инжекторном двигателе осуществление впрыска является задачей детали, которая носит название «форсунка». К ней топливо поступает под давлением. Дозирование с помощью форсунок выполняется электронным блоком управления. С определяемой компьютером периодичностью подается импульс тока. Эти сигналы активируют работу форсунок. Инжекторным может быть не только четырехтактный двигатель, хотя для таких конструкций электронное управление более актуально.

Переход от карбюраторных двигателей к моделям с использованием форсунок произошел из-за возрастания требований к экологичности выхлопных газов. Возникла необходимость устанавливать нейтрализаторы вредных веществ в бензиновые машины.

Форсунка для впрыска топлива, регулируемая программой блока управления, обеспечивает оптимальные показатели стабильности состава продуктов сгорания, поступающих в катализатор. Такое постоянство необходимо для нормальной работы последнего. Принцип действия катализатора позволяет ему работать в узком диапазоне этого состава, требуется определенная степень содержания кислорода.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Изобретение двигателя внутреннего сгорания позволило человечеству в развитии шагнуть значительно вперед. Сейчас двигатели, которые используют для выполнения полезной работы энергию, выделяемую при сгорании топлива, используются во многих сферах деятельности человека. Но самое большее распространение эти двигатели получили в транспорте.

Все силовые установки состоят из механизмов, узлов и систем, которые взаимодействуя между собой, обеспечивают преобразование энергии, выделяемой при сгорании легковоспламеняемых продуктов во вращательное движение коленчатого вала. Именно это движение и является его полезной работой.

Чтобы было понятнее, следует разобраться с принципом работы силовой установки внутреннего сгорания.

Принцип работы

При сгорании горючей смеси, состоящей из легковоспламеняемых продуктов и воздуха, выделяется больше количество энергии. Причем в момент воспламенения смеси она значительно увеличивается в объеме, возрастает давление в эпицентре воспламенения, по сути, происходит маленький взрыв с высвобождением энергии. Этот процесс и взят за основу.

Если сгорание будет производиться в закрытом пространстве – возникающее при сгорании давление будет давить на стенки этого пространства. Если одну из стенок сделать подвижной, то давление, пытаясь увеличить объем замкнутого пространства, будет перемещать эту стенку. Если к этой стенке присоединить какой-нибудь шток, то она уже будет выполнять механическую работу – отодвигаясь, будет толкать этот шток. Соединив шток с кривошипом, при перемещении он заставит провернуться кривошип относительно своей оси.

В этом и заключается принцип работы силового агрегата с внутренним сгоранием – имеется закрытое пространство (гильза цилиндра) с одной подвижной стенкой (поршнем). Стенка штоком (шатуном) связана с кривошипом (коленчатым валом). Затем производится обратное действие – кривошип, делая полный оборот вокруг оси, толкает штоком стенку и так возвращается обратно.

Но это только принцип работы с пояснением на простых составляющих. На деле же процесс выглядит несколько сложнее, ведь надо же вначале обеспечить поступление смеси в цилиндр, сжать ее для лучшего воспламенения, а также вывести продукты горения. Эти действия получили название тактов.

Всего тактов 4:

• впуск (смесь поступает в цилиндр);
• сжатие (смесь сжимается за счет уменьшения объема внутри гильзы поршнем);
• рабочий ход (после воспламенения смесь из-за своего расширения толкает поршень вниз);
• выпуск (отведение продуктов горения из гильзы для подачи следующей порции смеси);

Такты поршневого двигателя

Из этого следует, что полезное действие имеет только рабочий ход, три других – подготовительные. Каждый такт сопровождается определенным перемещением поршня. При впуске и рабочем ходе он движется вниз, а при сжатии и выпуске – вверх. А поскольку поршень связан с коленчатым валом, то каждый такт соответствует определенному углу проворота вала вокруг оси.

Реализация тактов в двигателе делается двумя способами. Первый – с совмещением тактов. В таком моторе все такты выполняются за один полный проворот коленвала. То есть, пол-оборота колен. вала, при котором выполняется движение поршня вверх или вниз сопровождается двумя тактами. Эти двигатели получили название 2-тактных.

Второй способ – раздельные такты. Одно движение поршня сопровождается только одним тактом. В итоге, чтобы произошел полный цикл работы – требуется 2 оборота колен. вала вокруг оси. Такие двигатели получили обозначение 4-тактных.

Блок цилиндров

Теперь само устройство двигателя внутреннего сгорания. Основой любой установки является блок цилиндров. В нем и на нем располагаются все составные.

Конструктивные особенности блока зависят от некоторых условий – количества цилиндров, их расположения, способа охлаждения. Количество цилиндров, которые объедены в одном блоке, может варьироваться от 1 до 16. Причем блоки с нечетным количеством цилиндров встречаются редко, из выпускающихся ныне двигателей можно встретить только одно- и трехцилиндровые установки. Большинство же агрегатов идут с парным количеством цилиндров – 2, 4, 6, 8 и реже 12 и 16.

Силовые установки с количеством от 1 до 4 цилиндров обычно имеют рядное расположение цилиндров. Если количество цилиндров больше, их располагают в два ряда, при этом с определенным углом положения одного ряда относительно другого, так называемые силовые установки с V-образным положением цилиндров. Такое расположение позволило уменьшить габариты блока, но при этом изготовление их сложнее, чем рядным расположением.

Существует еще один тип блоков, в которых цилиндры располагаются в два ряда и с углом между ними в 180 градусов. Эти двигатели получили название оппозитных. Встречаются они в основном на мотоциклах, хотя есть и авто с таким типом силового агрегата.

Но условие количеством цилиндров и их расположением – необязательное. Встречаются 2-цилиндровые и 4-цилиндровые двигатели с V-образным или оппозитным положением цилиндров, а также 6-цилиндровые моторы с рядным расположением.

Используется два типа охлаждения, которые применяются на силовых установках – воздушное и жидкостное. От этого зависит конструктивная особенность блока. Блок с воздушным охлаждением менее габаритный и конструктивно проще, поскольку цилиндры не входят в его конструкцию.

Блок с жидкостным же охлаждением более сложен, в его конструкцию входят цилиндры, а поверх блока с цилиндрами расположена рубашка охлаждения. Внутри ее циркулирует жидкость, отводя тепло от цилиндров. При этом блок вместе рубашкой охлаждения представляют одно целое.

Сверху блок накрывается специальной плитой – головкой блока цилиндров (ГБЦ). Она является одной из составляющих, обеспечивающих закрытое пространство, в котором производится процесс горения. Конструкция ее может быть простая, не включающая дополнительные механизмы, или же сложная.

Кривошипно-шатунный механизм

Кривошипно-шатунный механизм, входящий в конструкцию мотора, обеспечивает преобразование возвратно-поступательного перемещения поршня в гильзе во вращательное движение коленвала. Основным элементом этого механизма является коленвал. Он имеет подвижное соединение с блоком цилиндров. Такое соединение обеспечивает вращение этого вала вокруг оси.

К одному из концов вала прикреплен маховик. В задачу маховика входит передача крутящего момента от вала дальше. Поскольку у 4-тактного двигателя на два оборота коленвала приходится только один полуоборот с полезным действием – рабочий ход, остальные же требуют обратного действия, которое и выполняется маховиком. Имея значительную массу и вращаясь, за счет своей кинетической энергии он обеспечивает провороты колен. вала во время подготовительных тактов.

Окружность маховика имеет зубчатый венец, при помощи его выполняется запуск силовой установки.

С другой стороны вала размещается приводная шестерня масляного насоса и газораспределительного механизма, а также фланец для крепления шкива.

Этот механизм также включает шатуны, которые обеспечивают передачу усилия от поршня к коленвалу и обратно. Крепление к валу шатунов тоже производится подвижно.

Поверхности блока цилиндров, колен. вала и шатунов в местах соединения напрямую между собой не контактируют, между ними находятся подшипники скольжения – вкладыши.

Цилиндро-поршневая группа

Состоит данная группа из гильз цилиндров, поршней, поршневых колец и пальцев. Именно в этой группе и происходит процесс сгорания и передача выделяемой энергии для преобразования. Сгорание происходит внутри гильзы, которая с одной стороны закрыта головкой блока, а с другой – поршнем. Сам поршень может перемещаться внутри гильзы.

Чтобы обеспечить максимальную герметичность внутри гильзы, используются поршневые кольца, которые предотвращают просачивание смеси и продуктов горения между стенками гильзы и поршнем.

Поршень посредством пальца подвижно соединен с шатуном.

Газораспределительный механизм

В задачу этого механизма входит своевременная подача горючей смеси или ее составляющих в цилиндр, а также отвод продуктов горения.

У двухтактных двигателей как такового механизма нет. У него подача смеси и отвод продуктов горения производится технологическими окнами, которые проделаны в стенках гильзы. Таких окон три – впускное, перепускное и выпускное.

Поршень, двигаясь производит открытие-закрытие того или иного окна, этим и выполняется наполнение гильзы топливом и отвод отработанных газов. Использование такого газораспределения не требует дополнительных узлов, поэтому ГБЦ у такого двигателя простая и в ее задачу входит только обеспечение герметичности цилиндра.

У 4-тактного двигателя механизм газораспределения имеется. Топливо у такого двигателя подается через специальные отверстия в головке. Эти отверстия закрыты клапанами. При надобности подачи топлива или отвода газов из цилиндра производится открывание соответствующего клапана. Открытие клапанов обеспечивает распределительный вал, который своими кулачками в нужный момент надавливает на необходимый клапан и тот открывает отверстие. Привод распредвала осуществляется от коленвала.

ГРМ с ременным и цепным приводом

Компоновка газораспределительного механизма может отличаться. Выпускаются двигатели с нижним расположением распредвала (он находится в блоке цилиндров) и верхним расположением клапанов (в ГБЦ). Передача усилия от вала к клапанам производится посредством штанг и коромысел.

Более распространенными являются моторы, у которых и вал и клапана имеют верхнее расположение. При такой компоновке вал тоже размещен в ГБЦ и действует он на клапана напрямую, без промежуточных элементов.

Система питания

Эта система обеспечивает подготовку топлива для дальнейшей подачи его в цилиндры. Конструкция этой системы зависит от используемого двигателем топлива. Основным сейчас является топливо, выделенное из нефти, причем разных фракций – бензин и дизельное топливо.

У двигателей, использующих бензин, имеется два вида топливной системы – карбюраторная и инжекторная. В первой системе смесеобразование производится в карбюраторе. Он производит дозировку и подачу топлива в проходящий через него поток воздуха, далее уже эта смесь подается в цилиндры. Состоит такая система и топливного бака, топливопроводов, вакуумного топливного насоса и карбюратора.

То же делается и в инжекторных авто, но у них дозировка более точная. Также топливо в инжекторах добавляется в поток воздуха уже во впускном патрубке через форсунку. Эта форсунка топливо распыляет, что обеспечивает лучшее смесеобразование. Состоит инжекторная система из бака, насоса, расположенного в нем, фильтров, топливопроводов, и топливной рампы с форсунками, установленной на впускном коллекторе.

У дизелей же подача составляющих топливной смеси производится раздельно. Газораспределительный механизм через клапаны подает в цилиндры только воздух. Топливо же в цилиндры подается отдельно, форсунками и под высоким давлением. Состоит данная система из бака, фильтров, топливного насоса высокого давления (ТНВД) и форсунок.

Недавно появились инжекторные системы, которые работают по принципу дизельной топливной системы – инжектор с непосредственным впрыском.

Система отвода отработанных газов обеспечивает вывод продуктов горения из цилиндров, частичную нейтрализацию вредных веществ, и снижение звука при выводе отработанного газа. Состоит из выпускного коллектора, резонатора, катализатора (не всегда) и глушителя.

Система смазки

Система смазки обеспечивает снижение трения между взаимодействующими поверхностями двигателя, путем создания специальной пленки, предотвращающей прямой контакт поверхностей. Дополнительно осуществляет отвод тепла, защищает от коррозии элементы двигателя.

Состоит система смазки из масляного насоса, емкости для масла – поддона, маслозаборника, масляного фильтра, каналов, по которым масло движется к трущимся поверхностям.

Система охлаждения

Поддержание оптимальной рабочей температуры во время работы двигателя обеспечивается системой охлаждения. Используется два вида системы – воздушная и жидкостная.

Воздушная система производит охлаждение путем обдува цилиндров потом воздуха. Для лучшего охлаждения на цилиндрах сделаны ребра охлаждения.

В жидкостной системе охлаждение производится жидкостью, которая циркулирует в рубашке охлаждения с прямым контактом с внешней стенкой гильз. Состоит такая система из рубашки охлаждения, водяного насоса, термостата, патрубков и радиатора.

Система зажигания

Система зажигания применяется только на бензиновых двигателях. На дизелях воспламенение смеси производится от сжатия, поэтому такая система ему не нужна.

У бензиновых же авто, воспламенение выполняется от искры, проскакивающей в определенный момент между электродами свечи накаливания, установленной в головке блока так, что ее юбка находится в камере сгорания цилиндра.

Состоит система зажигания из катушки зажигания, распределителя (трамблера), проводки и свечей зажигания.

Электрооборудование

Обеспечивает это оборудование электроэнергией бортовую сеть авто, в том числе и систему зажигания. Этим оборудование также производится и запуск двигателя. Состоит оно из АКБ, генератора, стартера, проводки, всевозможных датчиков, которые следят за работой и состоянием двигателя.

Это и все устройство двигателя внутреннего сгорания. Он хоть и постоянно совершенствуется, однако принцип работы его не меняется, улучшаются лишь отдельные узлы и механизмы.

Современные разработки

Основной задачей, над которой бьются автопроизводители – это снижение потребление топлива и выбросов вредных веществ в атмосферу. Поэтому они постоянно улучшают систему питания, результатом является недавнее появление инжекторных систем с непосредственным впрыском.

Ищутся альтернативные виды топлива, последней разработкой в этом направлении пока является использование в качестве топлива спиртов, а также растительных масел.

Также ученые пытаются наладить производство двигателей с совершенно иным принципом работы. Таковым, к примеру, является двигатель Ванкеля, но особых успехов пока нет.

Чем отличается дизельный двигатель от бензинового?

Каждый из нас стремится к экономии, поэтому, одним из критериев выбора личного транспорта, который, как мы знаем, давно перестал быть роскошью, является его двигатель. Тысячи людей каждый день решают важную дилемму, какой двигатель выбрать: бензиновый или дизельный. Те, кому посчастливилось попробовать и один, и другой, уверенно скажут, что и в уходе, и в работе двигателя есть существенная разница, которую нам и предстоит рассмотреть.

Принцип работы дизельного и бензинового двигателя:
Принцип работы дизельного двигателя заключается в следующем: двигатель внутреннего сгорания работает как поршень и при сжатии происходит воспламенение топлива. В цилиндр топливо подаётся отдельно от воздуха.(Дизельный двигатель (в просторечии — дизель) — поршневой двигатель внутреннего сгорания, работающий по принципу самовоспламенения распылённого топлива от воздействия разогретого при сжатии воздуха).

Принцип работы бензинового двигателя таков: с помощью свечей подаваемая воздушно-бензиновая смесь воспламеняется в определённый момент, приводя в действие двигатель.(Бензиновые двигатели — это класс двигателей внутреннего сгорания, в цилиндрах которых предварительно сжатая топливовоздушная смесь поджигается электрической искрой. Управление мощностью в данном типе двигателей производится, как правило, регулированием потока воздуха, посредством дроссельной заслонки).

Характеристики работы двигателей.
В процессе работы дизельный двигатель издаёт громкий звук, который отталкивает многих автовладельцев. Но на сегодняшний момент большинство машин на дизеле укомплектованы таким образом, что звука практически не слышно. Второй неприятный момент – выхлопы характерного чёрного цвета и неприятного запаха. На сегодняшний день и эта проблема успешно решается современными автопроизводителями. По мнению многих экспертов, современные дизельные двигатели стали более экологичными, нежели бензиновые. Ну, а «старички» по-прежнему продолжают портить экологическую картину. Ещё один момент, на который нужно обратить внимание – нежелание дизельного двигателя работать при температурах ниже 20 градусов. Поэтому многие запасаются зимним топливом, или добавляют присадку-антигель, который не позволяет топливу сворачиваться. Но при всех недостатках, дизельное топливо – более бюджетный вариант, нежели бензиновое, так как уровень КПД может достигать 50%, то есть идёт существенная экономия топлива. Бензиновые двигатели, особенно в современных машинах, работают бесшумно, позволяя владельцу и пассажирам наслаждаться дорогой. Кроме того, бензин до недавнего времени, хоть и не являлся другом окружающей среды, но приносил меньше неприятностей, чем двигатель дизельный. Хотя и запах, и выхлопы присутствуют, но в меньшей степени, чем у стареньких дизельных авто. Кроме того, он устойчив к падению температур.

Обслуживание и ремонт дизельного и бензинового двигателей.
Дизельный двигатель более долговечен, конструкция блока цилиндров более прочная. Но проблема заключается в его капризности в плане топлива. Зачастую, российский дизель может существенно подпортить работу двигателя. Именно из-за проблем с качественным топливом в автомобиле на дизеле часто приходится заменять масла и фильтры. В ремонте тоже могут быть загвоздки, так как устройство дизельного двигателя несколько сложнее, чем бензинового.

Бензиновый автомобиль менее привередлив к качеству бензина. Запчасти для ремонта бензинового двигателя более доступны, а сам двигатель имеет более высокую мощность и обороты.

Разница между дизельным и бензиновым двигателем:
У дизельного двигателя в цилиндр топливо подаётся отдельно от воздуха, у бензинового – вместе.
Дизельный двигатель более долговечен, нежели бензиновый.
У дизельного двигателя более высокий уровень КПД.
Дизельные двигатели старого поколения работают с характерным шумом и вибрацией, бензиновые практически бесшумны.
Дизельные двигатели требуют частой смены масла и фильтров, в отличие от бензинового.
Бензиновый двигатель более экологичный.
Дизельный двигатель не устойчив к падению температур, в отличие от бензинового.
____________________________________________________________________________________

Что лучше: дизельный двигатель или бензиновый? Обсуждаем в комментариях!

Двигатель – сердце электростанции

Содержание:

1. 1. Устройство и принцип работы
2. 2. Отличия бензинового и дизельного двигателей
3. 3. Какие марки двигателей устанавливают в генераторах?

Часто при выборе установки для автономного электроснабжения покупатели все свое внимание уделяют основным техническим характеристикам, забывая о самом главном – двигателе. А недостаток информации об этом является одним из наиболее часто встречающихся «подводных камней» при покупке электростанции. Как можно узнать, качественный или некачественный двигатель установлен в выбранной Вами модели? Ведь скупые цифры в характеристиках мало чего скажут. Чтобы не ошибиться при выборе, лучше разобраться в данном вопросе заранее.

Устройство и принцип работы

В автономных электростанциях, как и в автомобилях, устанавливаются двигатели внутреннего сгорания. За счет сжигания топлива вырабатывается энергия, которая преобразуется в механическую и приводит в действие генератор, который вырабатывает электрический ток. В разных типах двигателей процесс работы происходит по-своему. В связи с этим различают:

• Двухтактный – в таком двигателе рабочий цикл происходит за два такта. То есть, при совершении одного оборота коленвала за первый такт осуществляется выпуск топливной смеси и ее сжатие в цилиндре, за второй такт происходит воспламенение сжатой смеси, в результате чего повышается давление и температура. Расширение газов приводит в движение поршень, затем происходит выпуск отработанных газов и продувка. Преимуществом двухтактного двигателя является компактность, так как отсутствует система клапанов и распределительного вала. Для работы приходится подготавливать топливную смесь из масла и бензина в строгих пропорциях.
• Четырехтактный – основные рабочие процессы происходят за 4 такта: сначала осуществляется выпуск топливной смеси, затем ее сжатие (и повышение температуры), после этого – сгорание и расширение (воздушная смесь поджигается и расширяется, толкая поршень), четвертым тактом является выпуск отработанных газов, выталкиваемых движущимся поршнем. В отличие от двухтактного, в четырехтактном двигателе не такая сложная выхлопная система, а при сгорании топлива получается более чистый выхлоп.

Так как двухтактные двигатели очень компактны, их устанавливают в бензогенераторах невысокой мощности (до 1 кВт), что позволяет сделать устройства малогабаритными и легкими. Для более мощных установок используются четырехтактные двигатели, которые гораздо проще в эксплуатации: не требуется предварительного приготовления масляно-топливной смеси. К тому же, обеспечивается более тихая работа и экономичный расход топлива.

Важно знать! При выборе генератора Вы можете столкнуться с такой аббревиатурой в названии двигателя как «OHV». В переводе с английского overhead-valve, она означает «верхний клапан». Такое расположение клапанов характерно для четырехтактных двигателей. Это способствует меньшему расходу топлива и масла. Гораздо реже встречается маркировка «ОНС» (верхнее расположение распределительного вала). Эта новинка, позаимствованная из автомобилестроения, применяется в двигателях Robin Subaru. Такая система отличается пониженным износом деталей, более экономичным расходом топлива и увеличенной производительностью.

Кроме конструктивных отличий, необходимо учесть еще и вид используемого топлива. Одни генераторы оснащаются бензиновыми двигателями, другие – дизельными. В данном случае выбор нужно делать не только из-за цен на топливо, но и из предполагаемых условий эксплуатации.

Отличия бензинового и дизельного двигателей

Бензиновые двигатели внутреннего сгорания приводятся в действие от воспламенения топливно-воздушной смеси при возникновении искры. А в дизельных воспламенение происходит от сжатия, степень которого может составлять от 14:1 до 24:1, и в течение рабочего цикла топливо в цилиндре сгорает практически полностью, передавая энергию для движения поршня. Дизельные двигатели менее чувствительны к детонации, по сравнению с бензиновыми, и отличаются более экономичным потреблением топлива. Но они имеют и высокую стоимость, и, следовательно, генераторы с дизельными двигателями стоят дороже, чем бензиновые аналоги. Их применение будет целесообразным, если необходимо обеспечить круглосуточное электроснабжение здания или подавать электроэнергию к технике в течение рабочей смены.

Дизельные двигатели большой мощности (свыше 10 кВт) имеют систему жидкостного охлаждения, которая предотвращает перегрев и исключает остановку при интенсивных нагрузках. Стационарные электростанции с такими системами могут работать непрерывно в течение нескольких месяцев!

Если же Вы планируете использовать генератор не так часто, например, во время загородных поездок, на даче или в гараже, а также в качестве резервного источника электропитания во время нечастых отключений электроэнергии, подойдет модель, оснащенная бензиновым двигателем. Одним из главных его преимуществ является легкий запуск при минусовой температуре.
На эксплуатационные характеристики также влияет качество сборки и используемых деталей двигателя. Поэтому очень важно обратить внимание на фирму-производителя двигателя, которым оснащена электростанция.

Какие марки двигателей устанавливают в генераторах?

Одни производители используют двигатели собственного производства (Hyundai, FUBAG), другие закупают детали и осуществляют сборку на собственном предприятии и выпускают более дешевые аналоги фирменных двигателей, например Ranger. Но наибольшей популярностью пользуются электростанции, в которых установлены двигатели у всемирно известных производителей автомобилей. Доверие заслужили следующие марки: Honda, MITSUBISHI, Robin (Subaru), Briggs&Straton, Kohler, Yanmar Lamborgini. Такими двигателями оснащаются бензиновые и дизель-генераторы SDMO, Makita, Telwin, Hitachi, Wacker Neuson и многие другие. Причем, один производитель может использовать в разных сериях оборудования как свои, так и двигатели других фирм, в зависимости от класса установок.

Одним из лидирующих производителей дизельных двигателей является американская компания John Deere, которая имеет более чем 85-летний опыт работы в этой сфере. Ее заводы находятся в Европе, Северной и Латинской Америке. Двигатели этой марки устанавливаются во внедорожниках, сельскохозяйственной технике, компрессорах и генераторах – более 700 производителей доверяют John Deere. Такие двигатели рассчитаны на интенсивные нагрузки и непрерывную эксплуатацию в течение длительного времени. Они работают даже в неблагоприятных условиях, например, при некачественном топливе, и не требуют частого технического обслуживания. Чаще всего двигатели John Deere устанавливаются в стационарных электростанциях мощностью от 20 до 100 кВт (например, SDMO).

Преимущество фирменных двигателей в том, что заявленные характеристики соответствуют реальным. Важным показателем является степень сжатия (чем выше ее значение, тем больше топливная экономичность двигателя). К примеру, заявлена степень сжатия 8, в некачественном двигателе она может быть не более 7,6. То же самое с температурой выхлопных газов и температурой масла, эти значения не должны превышать 450 и 115 градусов соответственно. Что за собой влечет нарушение этих норм? Во время эксплуатации при максимальной нагрузке через 10-15 минут двигатель начнет «задыхаться». К тому же, генератор может не выдержать пиковых нагрузок во время запуска мощного оборудования, например, насоса. Фирменные двигатели имеют достаточный запас мощности и не заглохнут при увеличении нагрузки потребителей.

Оригинальная продукция имеет моторесурс, превышающий более чем в 5 раз моторесурс двигателей-копий, следовательно, и поломки случаются гораздо реже. Но стоимость электростанций, оснащенных фирменными движками, на порядок выше китайских аналогов. Если оборудование необходимо Вам для ежедневного использования, то рациональнее будет не скупиться при его покупке, тем самым сэкономив на эксплуатации и обслуживании. В случае, когда генератор будет использоваться не интенсивно, например, в быту или на даче, можно выбрать более доступный по цене вариант.